在大于其禁带宽度的光照射下，TiO₂能够发生电子和空穴的分离。光生空穴的强氧化能力能氧化大部分有机物，并能将大部分有毒物质转为无毒形式，所以在环境治理领域有重要意义。 然而，由于TiO₂的禁带宽度较大（E_g=3.2V），只有在紫外光等高能量光的照射下，才可起光催化作用。而TiO₂人工紫外灯的光电转化效率不高，且光在传播过程中衰减很快，光利用效率很低，因此在实际应用中受到很大限制。为此，研究改变TiO₂对紫外光的依赖性，使其在太阳光照射下即能起催化降解有机物作用，具有重要的意义。 本文在分析TiO₂光催化机理与TiO₂本身的电子结构基础上，提出对TiO₂光催化剂的改性设想。以CdS半导体耦合拓展光谱响应范围，Fe³⁺为其光生电子的捕获剂，依次对TiO₂进行了掺杂改性研究，并成功的制备出不同比例CdS和Fe³⁺的TiO₂光催化剂。借助X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外-可见光分光光度计和差热分析（DSC）等多种分析方法，较详细研究了TiO₂光催化剂粉末的制备和改性体系，探讨了影响光催化活性的多种因素。经XRD测试表明：CdS掺入到TiO₂中，随着浓度和热处理的温度升高，出现新的物质CdTiO₃；而Fe³⁺则以非晶态形式存在于材料之中。再经UV-VIS及光性能测试表明CdS和Fe³⁺的掺入确实使TiO₂光谱响应波长向可见光移动，分别在CdS：TiO₂=2％（mol）和Fe³⁺：TiO₂=1％（mol）时吸收波长拓展最大。 掺杂体系对甲基橙光催化氧化降解实验表明：在8W紫外灯照射下，在CdS：TiO₂=0～3％（mol）时，甲基橙降解速率比TiO₂高，且以CdS：TiO₂=0.5％（mol）时，降解速率达到纯TiO₂的2倍。同时动力学的初步研究表明甲基橙光催化氧化反应符合Y=A+B₁*X+B₂*X²反应动力学模型。Fe³⁺的掺入对TiO₂光催化活性的影响较大，使TiO₂在降解甲基橙的实验中几乎没有催化活性。